|
||
| MADDELER VE ÖZELLİKLERİ ............................................. 4 2.1. Genel ... 4 2.2. Yüzey Aktif Maddelerin Gruplandırılması ......................................................... 7 2.2.1. Anyonik Yüzey Aktif Maddeler ......................................................................... 9 2.2.2. Katyonik Yüzey Aktif Maddeler......................................................................... 9 2.2.3. İyonik Olmayan Yüzey Aktif Maddeler ........................................................... 11 2.2.4. Amfoterik Yüzey Aktif Maddeler..................................................................... 11 3. FENTON KİMYASI ve OKSİDASYONUNU ETKİLEYEN FAKTÖRLER.... 12 3.1. Reaksiyon Kinetiğinin İrdelenmesi................................................................... 17 3.2. Fenton Oksidasyonunu Etkileyen Faktörler...................................................... 21 3.2.1. Genel ... 21 3.2.2. Demirin Oksidatif Halinin ve Konsantrasyonun Etkisi .................................... 22 3.2.3. Hidrojen Peroksit Konsantrasyonun Etkisi ....................................................... 23 3.2.4. Reaktiflerin Başlangıç Konsantrasyonlarının Etkisi ......................................... 23 i. Yüksek [Fe+2]0/[H2O2]0 Oranı ([Fe+2]0/[H2O2]0 ≥2) ................................................ 23 ii. [Fe+2]0 ve [H2O2]0 Derişimlerinin Eşit Olması Durumu ([Fe+2]0/[H2O2]0=1)........ 25 iii. Düşük [Fe+2]0/[H2O2]0 Oranı ([Fe+2]0/[H2O2]0 ≤1)................................................ 28 3.2.5. pH Değerinin İşletim Parametrelerine Etkisi .................................................... 29 3.2.6. Sıcaklığın Etkisi ................................................................................................ 30 3.2.7. Reaksiyon Süresinin Etkisi ............................................................................... 31 3.2.8. Klorür, Sülfat ve Nitrat İyonlarının Etkisi ........................................................ 31 4. FİLTRASYON PROSESİNİN MATEMATİKSEL MODELLEMESİ .............. 36 5. MATERYAL ve METOT.................................................................................... 40 5.1. Amaç ve Kapsam .............................................................................................. 40 5.2. Filtrasyon Sistemi, Filtre Kolonu ve Filtre Materyalinin Hazırlanması ........... 41 5.3. Tutulma Testleri................................................................................................ 44 5.4. Oksidasyon Testleri........................................................................................... 45 5.5. Analiz Metotları ................................................................................................ 46 5.5.1. Anyonik Yüzey Aktif Madde Tayini ................................................................ 46 5.5.2. Toplam Demir Analizi ...................................................................................... 48 5.5.3. Fe(II) Analizi... 48 5.5.4. Bulanıklık Analizi ............................................................................................. 48 5.5.5. Hidrojen peroksit Analizi.................................................................................. 48 5.6. Analiz Cihazları ................................................................................................ 48 i. pH metre... 48 ii. Spektrofotometre ................................................................................................... 49 iii. Hafızalı Spektrofotometre..................................................................................... 49 iv. Isıtmalı Manyetik Karıştırıcı................................................................................. 49 v Etüv ... 49 6. BULGULAR... 50 6.1. Yüzey Aktif Maddelerin Filtre Ortamında Oksidasyonu.................................. 50 6.1.1. Yüzey Aktif Maddelerin Filtre Kolonunda Adsorpsiyonu ............................... 58 6.1.2. Filtrasyon Katsayısının Bulunması Çalışmaları................................................ 63 7. SONUÇ... 67 8. KAYNAKLAR ... 69 ÖZGEÇMİŞ ... 74 i ÖZET Yüzey Aktif Maddelerin Kimyasal Oksidasyon Sürecinde Giderimi Bu çalışmada SDS anyonik yüzey aktif maddesinin fenton oksidasyonu ile bir filtre kolonunda oksidasyonu test edilmiştir. Bu amaçla saf su içerisine yapay olarak 20 mg SDS/l konsantrasyonunda bir solüsyon hazırlanmıştır. Filtre ortamı olarak ise 1.40 cm iç çapına sahip olan bir kolon kullanılmıştır ve kolon altında yer alan bir vana yardımıy ile filtrasyon hızı kontrol edilmiştir: 1 mm/s filtrasyon hızı vananın manuel regülasyonu ile sabit tutulmuştur. Elek analizi ile filtre yatağında kullanılan kumun %94,7’si 2.38 mm ile 1.19 mm gözenekleri arasında, %4.6’sı 4.76 mm ile 2.38 mm arasında ve %0.7’sinin 1.19 mm ile 1.00 mm arasında olduğu belirlenmiştir. Bu kum yatağın temiz ve sıkıştırılmamış halde porozitesi %36, yoğunluğu 2620 kg/m3 olarak ölçülmüştür. Test çalışmalarında besleme solüsyonunun bulunduğu 4.5 litre hacmindeki rezervuar stoğundan filtre ortamına bir peristaltik pompa ile terfi sağlanmıştır. Filtrasyon işlemi aşağı akışlı ve yerçekimi etkisi altında (basınçsız halde) uygulanmıştır. Bu filtrasyon testlerinde 40 cm filtre yatağı derinliği ve bunun üzerinde 19 cm su derinliği koşullarında çalışmalar yapılmıştır. Çalışmalar laboratuvar ortam sıcaklığı koşullarında (Tsu= 15ºC - 17 ºC aralığında) yapılmıştır. Çalışma başlangıcında, oksidasyonun gerçekleşmediği (H2O2’nin ve FeSO4’ün dozajları yapılmadan) durumda, sadece rezervuardan 20 mg/l konsantrasyonunda yüzey aktif madde rezerv stok çözeltisi dozajı yapılmış, filtre ortamında tutulma kapasitesi ölçülmüştür. Daha sonra H2O2 ve FeSO4 çözeltileri filtrasyon sırasında filtre üst suyuna dozaj yapılmıştır. Bu oksidasyon testi çalışmalarında farklı [H2O2]0/[Fe+2]0 molar oranlarında YAM giderme etkisi test edilmiştir. YAM giriş ve çıkışta ölçülerek giderim değerlendirilmiştir. Çalışma kapsamında ayrıca filtre ortamının filtrasyon katsayısının filtre yatağı kalınlığı ve filtrasyon süresi ile değişimi de gözlenmiş ve değerlendirilmiştir. ii Yapılan gözlemlerde filtre yatağının yüzey aktif maddeyi adsorbe etmediği görülmüştür. Oksidasyon çalışmalarında ise [H2O2]0/[Fe+2]0 molar oranının 2 olması durumunda en yüksek yüzey aktif madde oksidasyonu; 0.5 molar oranında ise en düşük yüzey aktif madde oksidasyonu gözlenmiştir. Anahtar kelimeler: SDS, Fenton kimyasalları, Oksidasyon, Filtrasyon katsayısı |
||
